а. Если между пластинами плоского конденсатора помещается диэлектрик, то как изменится поверхностная плотность заряда

Тема: Изменение поверхностной плотности заряда и напряженности электрического поля в плоском конденсаторе с диэлектриком

Инструкция:
а. Когда между пластинами плоского конденсатора помещается диэлектрик и подключается к источнику постоянного напряжения, поверхностная плотность заряда на пластинах (σ) изменяется. Диэлектрик увеличивает эффективную емкость конденсатора, поэтому суммарный заряд на пластинах остается неизменным. Поскольку поверхность заряжена равномерно, поверхностная плотность заряда на пластинах уменьшается.

Напряженность электрического поля между пластинами (е) также изменяется при наличии диэлектрика. Она уменьшается по сравнению с исходной напряженностью. Это происходит из-за увеличения емкости конденсатора. Используя формулу е=σ/ε₀, где σ - поверхностная плотность заряда на пластинах, а ε₀ - электрическая постоянная в вакууме, можно увидеть, что уменьшение σ приводит к уменьшению е.

б. Когда диэлектрик в плоском конденсаторе отключен от источника постоянного напряжения, поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора (σ) и напряженность электрического поля между пластинами (е) остаются неизменными. В отсутствие внешнего источника заряды на пластинах конденсатора остаются постоянными, а поле между ними также остается неизменным.

Дополнительный материал:
а. При помещении диэлектрика между пластинами плоского конденсатора с исходной поверхностной плотностью заряда σ=2 Кл/м² и напряженностью электрического поля е=4 В/м, поверхностная плотность заряда уменьшается до σ"=1 Кл/м², а напряженность электрического поля уменьшается до е"=2 В/м.

б. Если после отключения от источника постоянного напряжения поверхностная плотность заряда на пластинах составляет σ=2 Кл/м², а напряженность электрического поля равна е=4 В/м, то после отключения от источника эти значения останутся неизменными.

Совет: Чтобы лучше понять эти изменения, рекомендуется проанализировать формулы, описывающие конденсатор, электрическую ёмкость и взаимодействие с диэлектриком. Постарайтесь понять физическую интерпретацию этих формул и их взаимосвязь.

Задача для проверки:
Плоский конденсатор имеет поверхностную плотность заряда σ=3 Кл/м² и напряженность электрического поля е=6 В/м. Если между пластинами конденсатора поместить диэлектрик и подключить его к источнику постоянного напряжения, определите, как изменятся поверхностная плотность заряда и напряженность электрического поля.